
- •1 Основні поняття і визначення
- •Пристрої для вимірювання лінійних і кутових переміщень
- •Потенціометри
- •Індуктивні перетворювачі (іп)
- •Індуктосини
- •Тензорезисторні перетворювачі
- •Імпульсні фотоелектричні давачі
- •Кодовий кутовий давач
- •Пристрої для вимірювання лінійних і кутових швидкостей
- •4 Пристрої для вимірювання прискорень
Тензорезисторні перетворювачі
Напівпровідникові перетворювачі, основані на використанні магніторезисторного ефекту, властивого кремнію, германію, вісмуту, дозволяють створювати компактні конструкції, які легко спрягаються з робочими органами ПР, і дозволяють проводити вимірювати в діапазоні від 10мкм до 40 мм з похибкою до 1%. Їх переваги – потужний вихідний сигнал, висока тензочутловість; недоліки – невисока точність і надійність.
На рисунку 15.8 показано один з цифрових давачів – дискретний (інкрементальний) спосіб вимірювання переміщень, при якому вимірювальна величини розкладається на деяку кількість одиниць (так-ні чи 0-1). Елементи довжини “так-ні” х визначають рівень квантування, в давачах переміщень використовуютьітки, що мають до 200 поділок на 1мм. Підрахувавши кількість елементів n, отримують шукане переміщення
l=хn (15.1)
Інкрементальні лінійки найчастіше виконують на склі і в цьому випадку модуляція світлового потоку передається по оптичному каналу. Використовують також магнітні стрічки, показники з яких знімають за допомогою давачів Холла.
При наявності одного зчитуючого пристрою неможливо розрізнити напрям переміщення, тому встановлюють два зчитуючі пристрої, зміщені стосовно сітки 1 на (n + 1/4)x. При переміщенні сітки вгору фотоелемент 7 отримує світло раніше, ніж фотоелемент 2. Сигнал з фотоелемента 7 за допомогою схеми формування імпульсів 3 перетворюється в імпульси, котрі проходять через вентильну схему 6, так як вона є прохідною, якщо фотоелемент 2 не отримє чвітла. Якщо ж сітка переміщується вниз, то імпульси пропускаються вже через вентильну схему 4. В першому випадку лічильник 5 додає імпульси, а вдругому – віднімає.
Імпульсні фотоелектричні давачі
Фотоелектричні растрові перетворювачі лінійних і кутових переміщень в цифровий код зображені на рисунку 15.9.
Растрова ланка для перетворення лінійних переміщень (рисунок 15.9,а) містить джерело світла 1 з конденсатором 2 (лінза розташована так, що джерело світла знаходиться в її фокусі, тому промені світла, які виходять після лінзи є паралельними), індикаторний паралельний растр 3 і блок фотоприймачів (ФП), закріплених на опорних частинах маніпулятора. Вимірювальний растр кріпиться на рухомій частині ПР. Електричні сигнали перетворюються в короткочасні імпульси, кількість яких пропорційна взаємному зміщенню вимірювальної і індикаторної лінійок. Похибка вимірювання 1…2 мкм/м; поперечний переріз лінйок – від 2х20 до 15х40 мм; максимальна довжина скляних лінійок – 2000мм.
Схема імпульсного фотоелектричного давача для вимірювання кутових переміщень показана на рисунку 15.7, б. В радіальному центральному растрі непрозорі елементи розходяться з одного центра у вигляді променів з постійним кроком. Центральний растр 5 з‘єднують з рухомою ланкою маніпулятора, кут повороту якого вимірюють. При спряженні нерухомого індикаторного растру 3 з вимірювальним 5 утворюються муарові смуги, які модулюють потік променів на фотоприймачі ФП1-ФП4.
Поворот диску імпульсного давача з поділками на його периферії фіксується у вигляді імпульсів фотоелектричним елементом, який передає їх через лічильник імпульсів в систему керування робота. Таким чином, підрахунком числа імпульсів вимірюють приріст кутових переміщень валу. Кількістю імпульсів за одиницю часу тут оже вимірюватись і кутова швидкість обертання. Мінімальне значення похибки фотоелектричних кутових систем – 2”. Первагами таких давачів є придатність до вимірювання як дуже великих, так і дуже малих (10-3 мм і менше) переміщень; недоліком – вімірювання в системах відліку координат за приростом, не можуть дати інформацію в нерухомому стані.